一種包埋食品香料趨避赤擬谷盜的微膠囊及其製備方法與流程
2023-10-20 05:28:52 4
本發明屬於農產品加工和糧食貯藏技術領域，尤其涉及一種包埋食品香料趨避赤擬谷盜的微膠囊及其製備方法。
背景技術：
穀物類食物在到達消費鏈終端之前要經過多次儲藏，每次儲藏過程都會受到蟲害的威脅。由於生產加工和儲藏環境並非全封閉式，所以麵粉類食品常遭受赤擬谷盜的啃食和汙染，該害蟲主要危害麵粉及面制食品，且具有基數大，繁殖、移動速度快等特點，其臭腺分泌的臭液(含有致癌物質苯醌)可使麵粉發生黴腥味，若消費者不慎食入，不僅會危害身體健康，引發食品安全事故，還會給食品生產者造成一定經濟損失，影響品牌聲譽，嚴重的可使企業承擔相應的法律後果。麵粉類製品在我國的每年消費量上億噸，重視其生產過程中出現的蟲害問題，加強蟲害防治管理，採用有效的蟲害防治方法，具有重要的社會和經濟意義。
目前國內對麵粉中赤擬谷盜的防治主要有以下幾類方法。一是通過磷化鋁燻蒸殺滅害蟲，此類方法應用廣、見效快，但是長期使用會使害蟲產生抗藥性，而且會對人類健康和環境質量造成一定危害；二是通過高低溫防治儲糧害蟲，這類物理防治方法主要是利用自然或人為創造的不利於害蟲生存的極端溫度條件致死害蟲，保持儲糧品質，具有對環境友好、無農藥殘留等優點。但此類方法對溫度控制有較高的要求，而且製冷設備需要極大的能耗，這是制約該處理方法的主要瓶頸。三是氣調儲糧，主要有充氮、充二氧化碳和低氧氣調等儲藏方法。此類方法具有高效、無殘留和不影響麵粉品質等特點，應用時需嚴格控制氣體濃度、環境溫度和處理時間等條件，才能達到理想的效果。四是光能滅蟲，包括黑燈光、紫外高壓誘殺燈、頻振式殺蟲燈等；五是電離輻射法，如隧道式工業微波爐。另外，近年國內外科研熱點還包括天然植物源殺蟲劑、如苦皮藤素、蛇床子素、多殺菌素等都是已被成功應用。
目前國內外利用多種穩定劑(如黃原膠、阿拉伯膠、羧甲基纖維素鈉、微晶纖維素、羥丙基澱粉、beta-環糊精等)復配使用製備微膠囊壁材，包埋技術主要包括超聲法、研磨法、共沉澱法、飽和水溶液法、噴霧乾燥法、超臨界流體法等，芯材選取植物精油的報導很多，但製作工藝較繁瑣，成本高，產品緩釋性較差等不足。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種包埋食品香料趨避赤擬谷盜的微膠囊及其製備方法，旨在解決傳統穩定劑包埋的微膠囊製作工藝較繁瑣、生產及使用成本高、產品包埋效果及緩釋性較差、包埋率低、安全性差的問題。
本發明是這樣實現的，
一種包埋食品香料趨避赤擬谷盜的微膠囊，該包埋食品香料趨避赤擬谷盜的微膠囊的構成成分包括：食品級氣相二氧化矽、d-檸檬烯、beta-紫羅蘭酮、葉醇、香葉基丙酮、無水乙醇，各構成成分的所佔比例為：m(食品級氣相二氧化矽):m(d-檸檬烯):m(beta-紫羅蘭酮):m(香葉基丙酮):m(葉醇):m(無水乙醇)＝20:3:7:9:1:280，例如：每1g氣相二氧化矽中包埋的香料成分理論含量分別為d-檸檬烯0.15g、beta-紫羅蘭酮0.35g、香葉基丙酮0.45g、葉醇0.05g，溶解香料所需的無水乙醇質量為14g。
進一步，該包埋食品香料趨避赤擬谷盜的微膠囊的使用方法為：採用「拌糧法」儲藏，將已經過乾燥處理後的麵粉(水分含量13％以下)與微膠囊按照質量比為m(麵粉):m(微膠囊)＝1000:2的比例混合，例如將1kg麵粉與2g製備好的微膠囊放入多功能三維混料攪拌機中，以600r·min-1混料20min，將混合物料倒出裝入常用的密封編織袋(食品級密封塑料盒或玻璃罐均可)，立即封口，以環境溫度25±5℃為例(低於該溫度範圍的儲藏效果更佳)，在通風環境下，當相對溼度低於60％，可儲藏8個月，當相對溼度為60～85％，可儲藏4個月；在儲糧倉庫等密閉環境中，控制相對溼度在60％以下，麵粉可儲藏12個月不長蟲。
本發明另一目的在於提供一種包埋食品香料趨避赤擬谷盜的微膠囊的製備方法，該包埋食品香料趨避赤擬谷盜的微膠囊的製備方法包括以下步驟(以製備2kg驅蟲微膠囊產品為例)：
步驟一，稱取1kg的食品級氣相二氧化矽(AEROSIL R812S疏水型)，置於攪拌混合機中；
步驟二，將d-檸檬烯、beta-紫羅蘭酮、葉醇、香葉基丙酮按照質量比為m(d-檸檬烯):m(beta-紫羅蘭酮):m(香葉基丙酮):m(葉醇)＝3:7:9:1的比例混合，即檸檬烯150g、beta-紫羅蘭酮350g、香葉基丙酮450g、葉醇50g構成總質量為1kg的混合香料，再將混合香料與無水乙醇按照質量比為m(混合香料):m(無水乙醇)＝1：14(即1kg混合香料溶解於14kg無水乙醇中)混合，攪拌溶解均勻；
步驟三，開啟攪拌混合機，將混有香料的無水乙醇快速加入到攪拌混合機中與氣相二氧化矽混合，以500r·min-1轉速攪拌2min，再以900r·min-1轉速攪拌1min，使芯材被壁材充分吸收並混勻，製得微膠囊；
步驟四，將微膠囊裝入密封袋(儘可能將袋中的空氣排出後封口)，於0～4℃的冷藏溫度下保存備用，存放於乾燥避光處，防止密封袋擠壓破裂，避免與鋒利的器皿接觸刺破。
本發明提供的包埋食品香料趨避赤擬谷盜的微膠囊及其製備方法，以氣相二氧化矽作為微膠囊壁材，利用氣相二氧化矽具有極大比表面積，使製得的微膠囊比傳統微膠囊具有更優的包埋率和緩釋性，極大地延長了驅蟲效果的時間；製備時，稱取氣相二氧化矽置於攪拌混勻機中，將d-檸檬烯、beta-紫羅蘭酮、葉醇、香葉基丙酮溶於無水乙醇中，開啟攪拌機將調至，將混有香料的無水乙醇快速加入到攪拌機中與氣相二氧化矽混合，以500r·min-1轉速攪拌2min，再以900r·min-1轉速攪拌1min，使芯材被壁材充分吸收並混勻製得微膠囊，將微膠囊透氣性差的米粉袋中封口，於低溫下保存備用；與傳統的食源性植物精油驅蟲的最低閾值相比，製備工藝更簡潔，無需提煉，且各香料成分用量低，驅蟲效果好，產品成本低，綠色環保，對麵粉品質無顯著影響，同時本發明與傳統的趨避法、燻蒸法防治赤擬谷盜的方法相比，克服了儲藏階段對特殊設備的依賴，使用更安全，綠色環保，且不會產生耐藥性，應用範圍涵蓋麵粉及麵製品，從生產到消費的整條銷售鏈，也可用於其它的糧食和糧食製品。從麵粉的生產到終端消費均可有效防治赤擬谷盜的危害。
附圖說明
圖1是本發明實施例提供的包埋食品香料趨避赤擬谷盜的微膠囊的製備方法的實現流程圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
下面結合附圖對本發明的應用原理作詳細描述。
一種包埋食品香料趨避赤擬谷盜的微膠囊，該包埋食品香料趨避赤擬谷盜的微膠囊的構成成分包括：食品級氣相二氧化矽、d-檸檬烯、beta-紫羅蘭酮、葉醇、香葉基丙酮、無水乙醇，各構成成分的所佔比例為：m(食品級氣相二氧化矽):m(d-檸檬烯):m(beta-紫羅蘭酮):m(香葉基丙酮):m(葉醇):m(無水乙醇)＝20:3:7:9:1:280，例如：每1g氣相二氧化矽中包埋的香料成分理論含量分別為d-檸檬烯0.15g、beta-紫羅蘭酮0.35g、香葉基丙酮0.45g、葉醇0.05g，溶解香料所需的無水乙醇質量為14g。
該包埋食品香料趨避赤擬谷盜的微膠囊的使用方法為：採用「拌糧法」儲藏，將已經過乾燥處理後的麵粉(水分含量13％以下)與微膠囊按照質量比為m(麵粉):m(微膠囊)＝1000:2的比例混合，例如將1kg麵粉與2g製備好的微膠囊放入多功能三維混料攪拌機中，以600r·min-1混料20min，將混合物料倒出裝入常用的密封編織袋(食品級密封塑料盒或玻璃罐均可)，立即封口，以環境溫度25±5℃為例(低於該溫度範圍的儲藏效果更佳)，在通風環境下，當相對溼度低於60％，可儲藏8個月，當相對溼度為60～85％，可儲藏4個月；在儲糧倉庫等密閉環境中，控制相對溼度在60％以下，麵粉可儲藏12個月不長蟲。
如圖1所示：一種包埋食品香料趨避赤擬谷盜的微膠囊的製備方法，該包埋食品香料趨避赤擬谷盜的微膠囊的製備方法包括以下步驟(以製備2kg驅蟲微膠囊產品為例)：
S101：稱取1kg的食品級氣相二氧化矽(AEROSIL R812S疏水型)，置於攪拌混合機中；
S102：將d-檸檬烯、beta-紫羅蘭酮、葉醇、香葉基丙酮按照質量比為m(d-檸檬烯):m(beta-紫羅蘭酮):m(香葉基丙酮):m(葉醇)＝3:7:9:1的比例混合，即檸檬烯150g、beta-紫羅蘭酮350g、香葉基丙酮450g、葉醇50g構成總質量為1kg的混合香料，再將混合香料與無水乙醇按照質量比為m(混合香料):m(無水乙醇)＝1：14(即1kg混合香料溶解於14kg無水乙醇中)混合，攪拌溶解均勻；
S103：開啟攪拌混合機，將混有香料的無水乙醇快速加入到攪拌混合機中與氣相二氧化矽混合，以500r·min-1轉速攪拌2min，再以900r·min-1轉速攪拌1min，使芯材被壁材充分吸收並混勻，製得微膠囊；
S104：將微膠囊裝入密封袋(儘可能將袋中的空氣排出後封口)，於0～4℃的冷藏溫度下保存備用，存放於乾燥避光處，防止密封袋擠壓破裂，避免與鋒利的器皿接觸刺破。
下面結合具體實施例對本發明的應用原理作進一步描述。
本發明通過下列步驟實現：
稱取一定量的氣相二氧化矽，置於攪拌混勻機中；將一定量的混合香料(d-檸檬烯)、(beta-紫羅蘭酮)、(葉醇)、(香葉基丙酮)溶於定量的無水乙醇中；開啟攪拌機將轉速調至500r·min-1,將混有香料的無水乙醇快速加入到攪拌機中與氣相二氧化矽混合，攪拌2min；再以900r·min-1轉速攪拌1min，使芯材被壁材充分吸收並混勻製得微膠囊。將微膠囊透氣性差的米粉袋中封口，於低溫下保存備用。
食品級氣相二氧化矽作為一種高純度的顆粒狀膠態二氧化矽，高達300m2·g-1的比表面積和1.6mL·g-1的孔隙容積讓它成為非常高效的液體載體，能把液態或低熔點物質轉變成易於處理的粉末，從而簡化操作，提高效率；利用氣相二氧化矽可吸附1.5倍於它自身重量的液體物質，所得固化粉末流動性、填充性好，優於beta-環糊精包埋技術所得的固化粉體，並可在一定程度上提高包合物的熱穩定性。
本發明製得的產品工藝簡單，易掌握，適合大批量生產，且原料成本低廉，包埋效果和緩釋性均優於利用傳統穩定劑包埋的微膠囊，具有廣闊的市場推廣前景。
本發明中各種原料用量與GB2760-2014食品添加劑使用標準對照如下表所示，符合質量安全要求。
表1 CCMS質量檢測結果與CMS中國藥典(2005版)標準對照
*註：----表示用量沒有具體要求
實施例1：
1.稱取一定量的食品級氣相二氧化矽，置於攪拌混合機中。
2.將一定量的混合香料(d-檸檬烯)、(beta-紫羅蘭酮)、(香葉基丙酮)、(葉醇)，其比例為：1:3:5:0.6，按1:1的質量比溶於無水乙醇中。
3.開啟攪拌機將轉速調至500r·min-1,將混有香料的無水乙醇快速加入到攪拌機中與氣相二氧化矽混合，攪拌2min；再以900r·min-1轉速攪拌1min，使芯材被壁材充分吸收並混勻，製得微膠囊。
4.將微膠囊裝入密封袋中，於低溫溫度下保存備用。
實施例2：
1.稱取一定量的食品級氣相二氧化矽，置於攪拌混勻機中。
2.將一定量的混合香料(d-檸檬烯)、(beta-紫羅蘭酮)、(香葉基丙酮)、(葉醇)，其比例為：0.5:2:4:0.4，按1:1.3的質量比溶於無水乙醇中。
3.開啟攪拌機將轉速調至500r·min-1,將混有香料的無水乙醇快速加入到攪拌機中與氣相二氧化矽混合，攪拌2min；再以900r·min-1轉速攪拌1min，使芯材被壁材充分吸收並混勻，製得微膠囊。
4.將微膠囊裝入密封袋中，於低溫溫度下保存備用。
實施例3：
1.稱取一定量的食品級氣相二氧化矽，置於攪拌混勻機中。
2.將一定量的混合香料(d-檸檬烯)、(beta-紫羅蘭酮)、(香葉基丙酮)、(葉醇)，其比例為：1.5:4:6:1.1，按1:1.5的質量比溶於無水乙醇中。
3.開啟攪拌機將轉速調至500r·min-1,將混有香料的無水乙醇快速加入到攪拌機中與氣相二氧化矽混合，攪拌2min；再以900r·min-1轉速攪拌1min，使芯材被壁材充分吸收並混勻，製得微膠囊。
4.將微膠囊裝入密封袋中，於低溫溫度下保存備用。
使用效果：將10kg麵粉與2.5g上述實施例2製備好的微膠囊放入多功能三維攪拌機中，600r·min-1混料10min後，將混合物料倒出裝好即可。該麵粉在常溫條件(25±5℃，RH 45-65％)下儲藏8個月，密閉環境下儲藏12個月。
本發明的目的是解決赤擬谷盜在麵粉中的危害，通過將國家標準中允許添加的食品香料做成包埋率高、緩釋性佳、安全性好的微膠囊，將其直接加入到麵粉中以實現驅蟲護糧的目的。儘管目前對於儲糧害蟲的防治方法不勝枚舉，但大多是需要相應的技術設備和複雜的工藝組合才能達到驅蟲的效果，本發明操作簡單，克服了儲藏階段對特殊設備的依賴，從麵粉的生產到終端消費均可有效防治赤擬谷盜的危害，產品安全無毒，綠色環保。
本發明具有以下優點：
1、與傳統的食源性植物精油驅蟲的最低閾值相比，本發明的製備工藝更簡潔，無需提煉，且各香料成分用量低，驅蟲效果好，產品成本低，綠色環保，對麵粉品質無顯著影響。
2、二氧化矽作為抗結劑用於改良食品品質的報導很多，但是氣相二氧化矽作為納米材料用作微膠囊壁材的甚少，且在食品領域的應用未見。由於氣相二氧化矽具有四級空間結構，極大的比表面積使其製得的微膠囊比傳統微膠囊具有更優的包埋率和緩釋性，極大地延長了驅蟲效果的時間。
3、本發明與傳統的趨避法、燻蒸法防治赤擬谷盜的方法相比，使用更安全，且不會產生耐藥性，應用範圍涵蓋麵粉及麵製品從生產到消費的整條銷售鏈，也可用於其它的糧食和糧食製品。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。